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            用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)科學(xué)課堂上學(xué)生高階思維可視化的初探

            時(shí)間:2022-08-23 05:06:56 科學(xué)課論文 我要投稿
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            用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)科學(xué)課堂上學(xué)生高階思維可視化的初探

              梁瑞紅

              【摘要】在科學(xué)課上記錄科學(xué)數(shù)據(jù)是科學(xué)課主要的學(xué)習(xí)部分,也是科學(xué)探究的重要方法。在數(shù)據(jù)的記錄中,既體現(xiàn)出學(xué)生思維呈現(xiàn),也是教師評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的依據(jù)。教學(xué)中利用數(shù)據(jù)的呈現(xiàn),來培養(yǎng)學(xué)生的"思考、自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新"能力高階思維。

              【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù);高階思維;可視化;能力

              中圖分類號(hào):G622.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-0568 (2016) S1-0015-02

              作者簡介:梁瑞紅,廣東省廣州市荔灣區(qū)蘆荻西小學(xué)教師。

              "高階思維"這個(gè)概念,還沒有公認(rèn)一致的定義。如果要追溯的話,這個(gè)概念應(yīng)該是在美國教育學(xué)家布盧姆的教育目標(biāo)分類學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。他在1956年進(jìn)行教育目標(biāo)分類的時(shí)候把以認(rèn)知為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)目標(biāo)分成六類:知識(shí)、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評(píng)價(jià),其中知識(shí)、理解、應(yīng)用被稱為低階思維,分析、綜合、評(píng)價(jià)被稱為高階思維。高階思維教學(xué)需要高階學(xué)習(xí)模式的支持。高階學(xué)習(xí)是一種需要學(xué)習(xí)者運(yùn)用高階思維的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而運(yùn)用探究、發(fā)現(xiàn)和研究型學(xué)習(xí)的模式——合作小組學(xué)習(xí)、討論、案例學(xué)習(xí)、角色扮演、項(xiàng)目研究、模擬性決策和問題求解學(xué)習(xí)活動(dòng)等,有利于發(fā)展學(xué)的高階思維能力。尤其是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí),能有效地促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階思維能力發(fā)展。

              一、用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)高階思維教學(xué),創(chuàng)設(shè)可視化教學(xué)環(huán)境

              在科學(xué)課堂教學(xué)模式基本都是以小組合作、實(shí)驗(yàn)觀察分析、驗(yàn)證結(jié)論等學(xué)習(xí)的活動(dòng),而交流活動(dòng)貫穿科學(xué)探究的始終。但是現(xiàn)實(shí)的科學(xué)課中的交流活動(dòng)往往浮于表面,教師只注重結(jié)論的得出而忽視培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。小學(xué)生在互相研討分析問題時(shí),他們的注意力大多數(shù)集中在誰在說,只想著抓住別人說錯(cuò)的地方進(jìn)行反駁,而不是去思考別人為什么這樣說。顯然,這樣的研討活動(dòng)只是處于一種低階思維,流于形式的活動(dòng)。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課上,教師都是引導(dǎo)學(xué)生收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后開始進(jìn)行分析研討,這是最適合思維培養(yǎng)的學(xué)習(xí),是以思維為基礎(chǔ)的問答策略。也就是說,教師教學(xué)問題的設(shè)計(jì)(包括口頭和書面問題) 是教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生高階思維的最有效手段。開放性的、挑戰(zhàn)性的、沒有現(xiàn)成答案的、具有穿透力的、需要學(xué)生運(yùn)用他們的聰明才智才能夠回答的問題,這類問題很多就是發(fā)展學(xué)生的高級(jí)思維技能的最好方法。但一些抽象的概念學(xué)生難以理解時(shí),可以利用可視化技術(shù),可以將抽象的思維轉(zhuǎn)化為具象的圖示形式,知識(shí)之間的邏輯聯(lián)系不再是抽象難懂的關(guān)系,而是顯而易見的表征。思維可視化的過程中,圖示技術(shù)是實(shí)現(xiàn)思維從抽象到具象的橋梁。

              為此,筆者在用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)課堂上高階思維可視化的教學(xué)中,利用它創(chuàng)設(shè)一種形象化和可視化的教學(xué)環(huán)境,探尋抽象知識(shí)表達(dá)的可視化。將形象思維與抽象思維充分結(jié)合使用,以此促進(jìn)知識(shí)的理解與吸收,改善知識(shí)的學(xué)習(xí)效果。

              1.收集文字證據(jù)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)證據(jù)

              如"擺的研究", 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改變擺擺動(dòng)的快慢與擺結(jié)構(gòu)那些因素有關(guān)呢?引導(dǎo)學(xué)生用表格來記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)記錄整理成表格就能讓人觀察得更加清晰與直觀。

            用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)科學(xué)課堂上學(xué)生高階思維可視化的初探

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              2.數(shù)據(jù)證據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計(jì)圖

              表格式數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換成各種統(tǒng)計(jì)圖。如將"擺的研究"活動(dòng)后收集到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成折線統(tǒng)計(jì)圖,學(xué)生就更容易得出解釋。

            用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)科學(xué)課堂上學(xué)生高階思維可視化的初探

              從數(shù)據(jù)折線圖情況來看,原來數(shù)據(jù)表格記錄的抽象化實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化的目的。圖1和圖2的數(shù)據(jù)可以讓學(xué)生清晰地知道:擺的快慢與擺重?zé)o關(guān)。從圖2的數(shù)據(jù)變化中可以知道:擺的快慢與擺繩的長度有關(guān)。也就是說利用圖形化把實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可視化出來,把隱性知識(shí)顯性化、可視化,方便學(xué)生去思考、表達(dá)、理解新知,幫助學(xué)生在頭腦中形成結(jié)論,并能促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的培養(yǎng)。

              3.掌握?qǐng)D形化的數(shù)據(jù),提升思維能力

              教師要引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù),仔細(xì)觀察數(shù)據(jù):橫向比較,你有什么發(fā)現(xiàn)?縱向比較,你有什么發(fā)現(xiàn)?哪幾次的數(shù)據(jù)是一樣的?數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間差別大嗎?影響準(zhǔn)確度的原因是什么?如果再繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)的話,你估計(jì)會(huì)是怎樣的數(shù)據(jù)?像這樣一步一步引導(dǎo)學(xué)生思考、討論,各抒己見,就會(huì)促進(jìn)學(xué)生思維火花的碰撞,而正是有了這樣的討論和分析,學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力才能一步步得到提升。

              二、整理分析可視化的數(shù)據(jù),提高高階思維的能力

              1.篩選有用的數(shù)據(jù)

              對(duì)于學(xué)生記錄的數(shù)據(jù)表格或圖形數(shù)據(jù),都要學(xué)生將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理。篩選出有用的數(shù)據(jù),把無用的數(shù)據(jù)去掉,按要求整理好并進(jìn)行推理分析,得出結(jié)論。因?yàn)榭茖W(xué)的最高權(quán)威就是事實(shí),用真實(shí)的數(shù)據(jù)說話,追求真理是我們應(yīng)有的對(duì)待科學(xué)的態(tài)度。如:從數(shù)據(jù)情況來看,由表1的數(shù)據(jù)可以得出:擺的快慢與擺重?zé)o關(guān);從表2的數(shù)據(jù)變化中可以知道:擺的快慢與擺繩的長度有關(guān)。

              2.通過大膽的猜測,提高高階思維能力的踐行

              猜測就是大膽的判斷。我們知道,無數(shù)的發(fā)明都是來源于科學(xué)家大膽的猜測。如在科學(xué)課的教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生圍繞問題,根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn),說出自己的估計(jì)。假設(shè)的思維過程,主要是讓學(xué)生調(diào)動(dòng)已有的經(jīng)驗(yàn),在觀測前對(duì)事物的變化趨勢進(jìn)行預(yù)測。在這過程中,教師不要粗暴地干預(yù)學(xué)生的假設(shè),應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生充分發(fā)表自己的意見,這樣他們才會(huì)在實(shí)驗(yàn)的過程中有一種更加求實(shí)的精神,并渴望通過實(shí)驗(yàn)尋求答案。再如,在進(jìn)行"擺的快慢"的教學(xué)時(shí),讓學(xué)生擺動(dòng)擺的過程中,許多學(xué)生都會(huì)提出這樣的問題:影響擺的快慢是什么因素呢?對(duì)于這樣的問題,教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)日常生活的經(jīng)驗(yàn),說出自己的假設(shè)。擺的快慢可能會(huì)與擺的結(jié)構(gòu)因素有關(guān)系。諸如"擺的重量,擺輕就擺動(dòng)快""擺幅大,擺動(dòng)就慢""擺繩長度不會(huì)影響擺動(dòng)得快慢"的答案,教師不要馬上下結(jié)論,應(yīng)讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)去驗(yàn)證答案。

              數(shù)據(jù)圖形的記錄呈現(xiàn),就是學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論,對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行觀察比較,以此來驗(yàn)證假設(shè)的結(jié)論是否正確的思維過程。數(shù)據(jù)記錄是學(xué)生獲得真知,解決問題的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)更是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)技能,親自去尋找答案的過程,它是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的有效手段。所以,這一過程中學(xué)生綜合運(yùn)用了"分析、綜合、創(chuàng)造",高層次思維能力得到了鍛煉和提升。

              總之,在小學(xué)科學(xué)課中,學(xué)生通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)后的研討活動(dòng),不要只浮于表面。研討的內(nèi)容要求一定要沿著基于數(shù)據(jù)和邏輯、提出種種解釋這條主線進(jìn)行。而教師則要圍繞促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展、提升學(xué)生高階思維的科學(xué)素養(yǎng)等目標(biāo)引導(dǎo)研討活動(dòng)。

              參考文獻(xiàn):

              [1]黎加厚。教育信息化環(huán)境中的學(xué)生高級(jí)思維能力培養(yǎng)[J].中國電化教育,2003,(9)。

              [2]鐘志賢。教學(xué)設(shè)計(jì)的宗旨:促進(jìn)學(xué)習(xí)者高階能力發(fā)展[J].電化教育研究,2004,(11)。

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